高考物理二輪復習 基礎知識再重溫 倒數(shù)第9天 力與曲線運動教案

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倒數(shù)第9天　力與曲線運動 考點要求重溫 考點11　運動的合成與分解(Ⅱ) 考點12　拋體運動(Ⅱ) 考點13　勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度(Ⅰ) 考點14　勻速圓周運動的向心力(Ⅱ) 考點15　離心現(xiàn)象(Ⅰ) 考點16　萬有引力定律及其應用(Ⅱ) 考點17　環(huán)繞速度(Ⅱ) 考點18　第二宇宙速度和第三宇宙速度(Ⅰ) 考點19　經(jīng)典時空觀和相對論時空觀(Ⅰ) 要點方法回顧 1.怎樣分析平拋運動問題？平拋運動有哪些規(guī)律？ 答案　(1)平拋運動問題的分析方法：分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動.即運動的合成與分解. (2)平拋運動的運動規(guī)律： 平拋運動 水平分運動 豎直分運動 合運動 速度 大小 vx＝v0 vy＝gt v＝ 方向 x軸正方向 y軸正方向 tan θ＝ 位移 大小 x＝v0t y＝gt2 s＝ 方向 x軸正方向 y軸正方向 tan φ＝ 2.豎直平面內(nèi)的圓周運動模型有哪些，各有什么特點？ 答案　(1)輕繩模型 如圖所示，球過最高點的速度最小值vmin＝，若v＞，繩對球產(chǎn)生拉力.球緊貼圓形光滑內(nèi)側(cè)軌道的運動與此相似，球過最高點時速度最小值同樣是vmin＝，當v＞時，軌道對球產(chǎn)生壓力. (2)輕桿模型 如圖所示，球過最高點的速度最小值vmin＝0，當0＜v＜時，F(xiàn)N隨v增大而減小，F(xiàn)N為支持力；當v＝時，F(xiàn)N＝0；當v＞時，F(xiàn)N隨v增大而增大，F(xiàn)N為拉力.球在圓形光滑管道內(nèi)的運動與此相似. 3.萬有引力定律有哪些具體的應用？ 答案　(1)萬有引力定律：F＝G，式中G為萬有引力常量，G＝6.6710－11 Nm2/kg2. 是由卡文迪許通過扭秤實驗測得的. (2)計算離地面高為h處的重力加速度g＝G. (3)分析天體運動問題 把天體的運動看成是勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力提供. G＝m＝mω2r＝m()2r＝m(2πf)2r 應用時可根據(jù)實際情況選用適當?shù)墓竭M行分析或計算. 研究天體運動時，一般不考慮天體自轉(zhuǎn)因素的影響，而認為物體在某天體表面的重力大小等于天體對物體的萬有引力，即mg＝G，整理得GM＝gR2，此式常稱為黃金代換公式. (4)天體質(zhì)量M、密度ρ的估算 測出衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運動的半徑R和周期T， 由G＝mR得M＝，ρ＝＝＝(R0為天體的半徑) 當衛(wèi)星沿天體表面繞天體運行時，R＝R0，則ρ＝. 4.衛(wèi)星的運行及變軌遵循什么規(guī)律？ 答案　(1)衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期與半徑r的關系 ①由G＝m得v＝ ，所以r越大，v越小. ②由G＝mω2r，得ω＝ ，所以r越大，ω越小. ③由G＝mr得T＝ ，所以r越大，T越大. (2)衛(wèi)星的變軌 阻力作用下漸變：衛(wèi)星線速度v將增大，周期T將減小，向心加速度a 將增大，動能Ek將增大，勢能Ep將減小，該過程有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(摩擦生熱)，因此衛(wèi)星機械能E機將減小. 突變：要使衛(wèi)星由較低的圓軌道進入較高的圓軌道，即增大軌道半徑(增大軌道高度h)，一定要給衛(wèi)星增加能量.與在低軌道時比較，衛(wèi)星在較高軌道上的動能Ek減小，勢能Ep增大，機械能E機也增大.增加的機械能由化學能轉(zhuǎn)化而來. (3)同步衛(wèi)星的四個“一定” 軌道平面一定 軌道平面與赤道平面共面 周期一定 與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T＝24 h 高度一定 由G＝m(R＋h)得同步衛(wèi)星離地面的高度h＝ －R≈3.6107 m 速率一定 v＝ ≈3.1103 m/s (4)雙星問題 如圖所示，設雙星的兩子星的質(zhì)量分別為M1和M2，相距L，M1和M2的線速度分別為v1和v2，角速度分別為ω1和ω2，由幾何關系得r1＋r2＝L. 由萬有引力定律和牛頓第二定律得：